Maquinas Eléctricas-Chapman-5ta-edición

4.9 Operación en paralelo de generadores de ca 175
Primero, por medio de voltímetros se debe ajustar la corriente de campo del generador en
aproximación hasta que su voltaje en las terminales sea igual al voltaje en línea del sistema en operación.
Segundo, la secuencia de fase del generador en aproximación se debe comparar con la secuencia
de fase del sistema en operación. La secuencia de fase se puede revisar de muchas maneras. Una
de ellas es conectar alternativamente un pequeño motor de inducción a las terminales de cada uno de
los dos generadores. Si el motor gira en la misma dirección en ambas ocasiones, entonces la secuencia
de fase es la misma. Si el motor gira en direcciones opuestas, entonces las secuencias de fase son
diferentes y se deben invertir dos de los conductores del generador en aproximación.
Otra manera de revisar la secuencia de fase es el método de las tres lámparas. En este método,
se conectan tres lámparas a través de las terminales abiertas del interruptor que conecta el generador
al sistema, como se muestra en la figura 4-27b). Conforme la fase cambia entre los dos sistemas,
las lámparas lucirán primero brillantes (una gran diferencia de fase) y luego tendrán una luz tenue
(una diferencia de fase pequeña). Si las tres lámparas lucen brillantes y se apagan al mismo tiempo,
los sistemas tienen la misma secuencia de fase. Si las lámparas lucen brillantes sucesivamente, los
sistemas tienen secuencias de fase opuestas y se debe invertir una de las secuencias.
A continuación, la frecuencia del generador en aproximación se ajusta para que sea un poco
más alta que la frecuencia del sistema en operación. Esta tarea se lleva a cabo primero observando
un medidor de frecuencia hasta que las frecuencias sean similares y entonces se observan los cambios
de fase entre los sistemas. Se ajusta el generador en aproximación a una frecuencia un poco
más alta para que cuando se conecte a la línea suministre potencia como generador, en lugar de
consumirla como lo hace un motor (este punto se explicará más adelante).
Una vez que las frecuencias son casi iguales, los voltajes en los dos sistemas cambian de fase
muy lentamente con respecto al otro. Se observan los cambios de fase y cuando los ángulos de
fase son iguales, se apaga el interruptor que conecta a los dos sistemas.
¿Cómo se puede saber cuando los dos sistemas están por fin en fase? Una manera sencilla es
observar las tres lámparas que se describieron cuando se explicó la secuencia de fase. Cuando se
apagan las tres lámparas, la diferencia de voltajes a través de ellas es cero y los sistemas están en
fase. Este sencillo esquema funciona, pero no es muy exacto. Un método mejor es la utilización de
un sincronoscopio. Un sincronoscopio es un medidor que mide la diferencia en los ángulos de fase
entre las fases a de los dos sistemas. En la figura 4-28 se puede ver el esquema de la parte frontal de
un sincronoscopio. El cuadrante muestra la diferencia de fase entre las dos fases a: el 0 (que significa
en fase) se ubica en la parte superior y el 180° en la parte inferior. Debido a que las frecuencias de
los dos sistemas son un poco diferentes, el ángulo de fase en el medidor cambiará lentamente. Si el
generador o sistema en aproximación es más rápido que el sistema en operación (situación deseada),
el ángulo de fase avanza y la aguja del sincronoscopio gira en el sentido de las manecillas del reloj.
Si la máquina en aproximación es más lenta, la aguja gira en sentido contrario a las manecillas del
reloj. Cuando la aguja del sincronoscopio está en una posición vertical, los voltajes están en fase y
se puede cerrar el interruptor para conectar el sistema.
Sin embargo, nótese que un sincronoscopio verifi ca las relaciones en sólo una fase. No brinda
información sobre la secuencia de fases.
En los generadores más grandes que pertenecen a sistemas de potencia, todo el proceso de conectar
un generador nuevo en paralelo está automatizado y una computadora lleva a cabo esta tarea.
Sin embargo, en generadores más pequeños el operador ejecuta a mano los pasos antes descritos de
conexión en paralelo.
Lento
FIGURA 4-28
Sincronoscopio.
Rápido
Sincronoscopio
Características de frecuencia-potencia y de voltaje-potencia
reactiva de un generador síncrono
Todos los generadores son accionados por un motor primario, que es la fuente de potencia mecánica
del generador. El tipo más común de motor primario es la turbina de vapor, pero hay otros tipos, que
incluyen los motores de diesel, las turbinas de gas, las turbinas hidráulicas e incluso las turbinas de
viento.
Sin que importe la fuente original de potencia, todos los motores primarios tienden a comportarse
de manera similar; a medida que la potencia que se toma de ellos se incrementa, la velocidad